In this study, the absence of enough usage of the agile methodology Test-driven development among embedded developers was highlighted, and a solution for getting more developers to start using that methodology was researched into. The research revolved around making the practice of unit testing, which is a large part of the test-driven development methodology, more available to developers by lowering the knowledge threshold of which unit testing framework to choose and how they work. The area of embedded development was narrowed down to the usage of microcontrollers and the development of software for those in the programming language C. This study managed to firstly gather the general opinion of developers of which the most sought after criteria was that a unit testing framework for embedded development should support. With the help of those criteria, an extensive comparison could be done between some of the most popular and recommended unit testing frameworks for embedded microcontroller development. The observations that was made during the experiment were then used to take away some lessons learned that could form recommendations containing information about which unit testing framework that should be used depending on which preferences a developer could have.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / This project aims to develop a cloud-based platform that integrates sensors with business intelligence for real-time energy management at the plant level. It provides facility managers, an energy management platform that allows them to monitor equipment and plant-level energy consumption remotely, receive a warning, identify energy loss due to malfunction, present options with quantifiable effects for decision-making, and take actions, and assess the outcomes. The objectives consist of: 1. Developing a generic platform for the monitoring energy consumption of industrial equipment using sensors 2. Control the connected equipment using an actuator 3. Integrating hardware, cloud, and application algorithms into the platform 4. Validating the system using an Energy Consumption Forecast scenario A Demo station was created for testing the system. The demo station consists of equip- ment such as air compressor, motor and light bulb. The current usage of these equipment is measured using current sensors. Apart from current sensors, temperature sensor, pres- sure sensor and CO2 sensor were also used. Current consumption of these equipment was measured over a couple of days. The control system was tested randomly by turning on equipment at random times. Turning on the equipment resulted in current consumption which ensured that the system is running. Thus, the system worked as expected and user could monitor and control the connected equipment remotely.

The project is dedicated to the identification of the problems found while building RT operating systems for use in embedded devices. The project's main topic is the possibility of using RT system in the FITkit platform and it also discusses individual problems and their possible solutions. One of the problems is the way of acquiring the timing information for tasks to ensure their RT properties. We have extended existing simulator for given microcontroller that is also part of the FITkit. The simulator can be used for detailed monitoring of the execution of individual tasks in the system based on dynamic analysis, collecting timing statistics for given blocks of the program or it can be extended by new modules. The RM scheduling mechanism has been integrated into the FreeRTOS system as an example by considering the knowledge of the concrete operating system and acquired timing information.

Author concerns with SD memory cards and microcontroller Atmel ATmega128. He describes their architecture, features, properties and technology used in devices. He is mentioning principle of communication protocols used by SD card, through that cards can communicate with other connected devices. He analyzes the functionality of FAT file system. He describes the design and implementation of interfaces to connect the SD cards to microcontroller. He explains software solutions of this project and gives impartial view to usage and comparisons of implemented modes of communication witch card.

Inspired by the trend of automated homes, this thesis examines the possibility of designing a cheap and autonomous robot that will water plants effectively at home. Many existing solutions are cumbersome and not sufficiently effective, often due to flexibility and risk of over watering. Therefore this thesis examines a wheel based approach. In order to achieve the best possible results, the soil water content was measured, as opposed to a time-based approach where the user sets a timer to decide how often the plants are watered. This thesis also examines the advantages, and disadvantages of a capacitive moisture sensor versus a resistive moisture sensor, as well as effects of depth of penetration for the sensors. Controlled using an Arduino Uno, the robot was programmed to follow a line with IR-sensors, drive using differential steering, and had the ability to drive in reverse. It was able to identify a pot, read the moisture level of the soil, water it, and continue the loop. However, it was not completely autonomous as it is incapable of refilling the water tank – or recharging the batteries. It was stated that the resistive sensor was most suited to be used in the robot due to the relatively reliable results at increased depth. The results at deeper penetration were expected, as the moisture increased with depth when not recently irrigated. The capacitive sensor showed somewhat ambiguous results. The results showed higher water content deeper into the soil, compared to recently irrigated soils. / Inspirerade av trenden om automatiserade hem grundar sig detta arbete i möjligheten att skapa en billig och självgående robot som effektivt vattnar plantor i hemmet. Då många nuvarande lösningar är besvärliga och inte tillräckligt effektiva har detta kandidatarbete undersökt ett tillvägagångssätt som innefattar en robot byggd på en plattform med hjul. För att uppnå en effektiv bevattning grundar sig processen i fuktighetsnivån hos jorden plantorna sitter i, istället för en annars vanlig tidsbaserad bevattningsprocess. Därmed undersöker arbetet även fördelar och nackdelar med resistiva och kapacitiva jordfuktighetssensorer. Rapporten undersöker och redogör hur påverkan av djupet sensorn penetrerar jorden påverkar datan om jordens fuktighet. Kontrollerad av en Arduino Uno följde roboten en utsatt linje med hjälp av IR-sensorer och en motordrivare som implementerade både differentialstyrning och möjligheten att köra motorer i motsatt riktning. Den slutgiltiga roboten kunde med hjälp av ultraljudssensorer upptäcka en kruka, läsa av fuktighetsnivån i jorden, vattna och sedan fortsätta slingan. Däremot var den inte helt självkörande då den saknade förmågan att fylla på vattentanken och ladda sina batterier själv. Det konstaterades att den resistiva sensorn var bäst lämpad, tack vare dess tillförlitliga mätningar vid varierande djup. Den resistiva sensorns utslag vid djupare mätningar var förväntade, då den torra jorden ökade i fuktighet och den nyligen bevattnade jorden visade fortsatt fuktigt. Däremot visade den kapacitiva sensorn något tvetydiga resultat vid djupa mätningar, då de torra krukorna framstod som fuktigare än de nyligen bevattnade.

Christiane is a 7 meter sailing vessel and a 1:30 scale model of Oceanbird, a wind powered car carrier planned to be launched by the year 2024. The model is used for design validation and to research control algorithms. However, the development of new algorithms is limited to the microcontrollers used, which are not able to run resource intense applications. Furthermore, there is no easy way for new computational nodes to interact with the vessels system. In this thesis, a high-level, easy to use, interface was proposed, designed and implemented. This was done by identifying the the requirements and limitations of the project and examining the system to find a suitable solution. The two biggest limitations found were that the solution had to include a single-board computer and that the implementation could not drastically alter the system architecture of the model. The implementation included a single-board computer being added on top of the models architecture which publishes all gathered sensor data and actuator commands on a robotics operating system interface. The interface was an immediate improvement to the usability of the vessel since it allows for graphical presentation of gathered data in real time. / Christiane är en 7 meter lång segellfarkost och en modell i skala 1:30 av Oceanbird, ett vinddrivet lastfartyg för fordon som är planerad att sjösättas år 2024. Modellen används för att validera designen samt för forskning kring kontrollalgoritmer. Utvecklingen av nya algoritmer är dessvärre begränsad till systemets mikrokroller, vilka inte klarar av att köra resursintensiva applikationer. Det finns inte heller något enkelt sätt för nya beräkningsnoder att interagera med båtens system. Denna rapport föreslår ett högnivå-gränssnitt till modellen som är enkelt att använda och presenterar en implementation av det som underlättar framtida forskning. Detta gjordes genom att först identifiera projektets krav och begränsningar samt genom att undersöka modellens system för att hitta en lämplig lösning. De två största funna begränsningarna var att lösningen var tvungen att inkludera en enkortsdator och att implementationen inte fick innebära några större förändringar av modellens system-arkitektur. Implementationen bestod av att en enkortsdator lades till ovanpå modellens arkitektur som publicerar all samlad sensordata och alla kommandon för ställdon på ett robotics operating system gränssnitt. Gränssnittet gav en direkt förbättring av fartygets användarvänlighet då det möjliggjorde grafisk presentation av den samlade datan i realtid.

Antalet enheter som är uppkopplade till internet, Internet of Things (IoT), ökar hela tiden. År 2035 beräknas det finnas 1000 miljarder Internet of Things-enheter. Samtidigt som antalet enheter ökar, ökar belastningen på internet-nätverken som enheterna är uppkopplade till. Internet of Things-enheterna som finns i vår omgivning samlar in data som beskriver den fysiska tillvaron och skickas till molnet för beräkning. För att hantera belastningen på internet-nätverket flyttas beräkningarna på datan till IoT-enheten, istället för att skicka datan till molnet. Detta kallas för edge computing. IoT-enheter är ofta resurssnåla enheter med begränsad beräkningskapacitet. Detta innebär att när man designar exempelvis "machine learning"-modeller som ska köras med edge computing måste algoritmerna anpassas utifrån de resurser som finns tillgängliga på enheten. I det här arbetet har vi utvärderat olika multilayer perceptron-modeller för mikrokontrollers utifrån en rad olika experiment. "Machine learning"-modellerna har varit designade att detektera vägunderlag. Målet har varit att identifiera hur olika parametrar påverkar "machine learning"-systemen. Vi har försökt att maximera prestandan och minimera den mängd fysiskt minne som krävs av modellerna. Vi har även behövt förhålla oss till att mikrokontrollern inte haft tillgång till internet. Modellerna har varit ämnade att köras på en mikrokontroller "on the edge". Datainsamlingen skedde med hjälp av en accelerometer integrerad i en mikrokontroller som monterades på en cykel. I studien utvärderas två olika "machine learning"-system, ett som är en kombination av binära klassificerings modeller och ett multiklass klassificerings system som framtogs i ett tidigare arbete. Huvudfokus i arbetet har varit att träna modeller för klassificering av vägunderlag och sedan utvärdera modellerna. Datainsamlingen gjordes med en mikrokontroller utrustad med en accelerometer monterad på en cykel. Ett av systemen lyckas uppnå en träffsäkerhet på 93,1\% för klassificering av 3 vägunderlag. Arbetet undersöker även hur mycket fysiskt minne som krävs av de olika "machine learning"-systemen. Systemen krävde mellan 1,78kB och 5,71kB i fysiskt minne. / The number of devices connected to the internet, the Internet of Things (IoT), is constantly increasing. By 2035, it is estimated to be 1,000 billion Internet of Things devices in the world. At the same time as the number of devices increase, the load on the internet networks to which the devices are connected, increases. The Internet of Things devices in our environment collect data that describes our physical environment and is sent to the cloud for computation. To reduce the load on the internet networks, the calculations are done on the IoT devices themselves instead of in the cloud. This way no data needs to be sent over the internet and is called edge computing. In edge computing, however, other challenges arise. IoT devices are often resource-efficient devices with limited computing capacity. This means that when designing, for example, machine learning models that are to be run with edge computing, the models must be designed based on the resources available on the device. In this work, we have evaluated different multilayer perceptron models for microcontrollers based on a number of different experiments. The machine learning models have been designed to detect road surfaces. The goal has been to identify how different parameters affect the machine learning systems. We have tried to maximize the performance and minimize the memory allocation of the models. The models have been designed to run on a microcontroller on the edge. The data was collected using an accelerometer integrated in a microcontroller mounted on a bicycle. The study evaluates two different machine learning systems that were developed in a previous thesis. The main focus of the work has been to create algorithms for detecting road surfaces. The data collection was done with a microcontroller equipped with an accelerometer mounted on a bicycle. One of the systems succeeds in achieving an accuracy of 93.1\% for the classification of 3 road surfaces. The work also evaluates how much physical memory is required by the various machine learning systems. The systems required between 1.78kB and 5,71kB of physical memory.

The PAL (Practise and Learn) Original is a ball board consisting of three wooden boards placed in a triangle, developed to practise football players’ passing ability and first touch. The former Swedish international footballer Jessica Landström observed that these ball boards can, if they are improved, help footballers to develop even more skills while practicing alone. Landstr¨om’s idea was to put lamps on top off the ball boards which light up when a certain ball board expects to receive a pass. This would force the player to look up instead of looking at the ball and hence improve their vision. We concluded that speaking also is important within football. So our objective became to follow up on the development of the simple PAL Original to a ball board which rotates towards a sound source. We wanted to achieve this without configuring the PAL Original’s construction. With the purpose of executing the idea we needed to estimate the angle between a sound source and a face of the ball board, rotate the ball board with an electric motor, communicate wirelessly between units and detect a ball hit when the ball board receives a pass. The final prototype consists of two systems, one system executing the sound source localization and rotation and the other system executing the detection of ball hit and wireless communication. The first system uses time difference of arrival (TDOA) between incoming sound for three sound sensors to calculate an angle, which in turn is communicated to a DC motorthat executes the rotation. The other system combines an LED to light up when a pass is expected, an accelerometer to detect a pass, and radio transceivers to communicate with each other. When at least three of these devices are used a randomizing algorithm decides which one should light its LED next when the first one detects a pass. / PAL (Practice and Learn) Original är ett bollplank bestående av tre träskivor placerade i en triangel, utvecklad för att träna fotbollsspelares passningsförmåga och första touch. Jessica Landström, landslagsmeriterad fotbollsspelare, insåg att dessa bollplank kan utvecklas till att hjälpa fotbollsspelare att träna ännu fler områden vid indviduell träning. Landströms ursprungliga idé var att placera en lampa på bollplanket som lyser upp när den förväntar sig en passning, detta för att tvinga spelaren att titta upp istället för att titta på bollen, och därigenom träna spelarens spelförståelse. Vi drog slutsatsen att det också är mycket viktigt med kommunikation i fotboll. Vårt mål blev därför att vidareutveckla PAL Original till ett bollplank som roterar en sida mot en ljudkälla. Vi ville uppnå detta så att det är kompatibelt med PAL Original utan att ändra dess konstruktion. För att genomföra detta behövde vi alltså uppskatta vinkeln mellan en ljudkälla och en sida av det triangulära bollplanket, rotera bollplanket med en motor, kommunicera trådlöst och detektera när bollplanket mottar en passning. Den slutliga prototypen består av två system, ett system som utför lokalisering av ljudkälla samt rotation och ett system som utför detektering av bollträff samt hanterar trådlös kommunikation. Det första systemet utnyttjar tidsskillnad för ankomst, TDOA (Time Difference of Arrival), mellan inkommande ljud till tre ljudsensorer för att beräkna en vinkel, som i sin tur kommuniceras till en likströmsmotor som utför rotationen. Det andra systemet kombinerar en lysdiod som lyser när en passning förväntas, en accelerometer för att detektera att passning mottagits och radiosändare samt mottagare för trådlös kommunikation. När minst tre sådana enheter används, bestämmer en slumpgenerator vilken enhet som ska tända sin lysdiod när den första detekterar en passning.

Användandet av solceller ökar kontinuerligt i Sverige och effekten som genererasav solcellerna förvaras oftast i bly-syra batterier. Dessa batterier har en dåligpåverkan på miljön eftersom det krävs mycket energi och miljöfarliga material såsom bly och svavelsyra för att tillverka dessa batterier. Östersjökompaniet AB ochmånga av dess kunder inser vikten av ett hållbart tänkande och var intresseradeav att veta om det var möjligt att maximera livslängden av dessa batterier. Underarbetets gång analyserades olika metoder för upp- och urladdning av batterier somkan påverka ett batteris livslängd och hur man kan bära sig åt för att optimera det.En laddningskontroller användes för att optimera laddningen av batteriet. För attberäkna laddningsnivån i batteriet användes metoden ”Extended voltmeter”. Enprototyp som kunde ladda batterierna på ett optimalt sätt, varna då batterietsladdningsnivå blev för låg samt en användarvänlig applikation för övervakning avbatteriet konstruerades. Ett batteris beräknade livslängd är ingen exakt vetenskap.Enligt studier kan livslängden av ett batteri fördubblas om det laddas upp ochladdas ur på ett optimalt sätt i jämförelse med då det laddas ur helt. / The use of solar cells is continuously increasing in Sweden and the powergenerated by the solar cells is usually stored in lead acid batteries. These batterieshave a bad impact on the environment as much energy and environmentallyhazardous materials like lead and sulfuric acid are required to manufacture thesebatteries. Östersjökompaniet AB and many of its customers realize the importanceof sustainable thinking and were interested in knowing if it was possible tomaximize the lifetime of these batteries. During the course of the work, differentmethods of battery charging and discharging were analyzed that could affect thebatteries lifetime and how to take care of them to optimize them. A chargecontroller was used to optimize the charge of the battery. To calculate theremaining state of charge in the battery, the Extended voltmeter method was used.A prototype that was able to charge the batteries optimally, warn when the batterycapacity became too low, and a user-friendly application for battery monitoring wasdesigned. The calculated lifetime of a battery is not an exact science. According tostudies the lifetime of a battery can be doubled if it is c

The PAL (Practise and Learn) Original is a ball boardconsisting of three wooden boards placed in a triangle, developedto practise football players’ passing ability and firsttouch. The former Swedish international footballer JessicaLandstr¨om observed that these ball boards can, if they areimproved, help footballers to develop even more skills whilepracticing alone. Landstr¨om’s idea was to put lamps on topoff the ball boards which light up when a certain ball boardexpects to receive a pass. This would force the player tolook up instead of looking at the ball and hence improvetheir vision.We concluded that speaking also is important withinfootball. So our objective became to follow up on the developmentof the simple PAL Original to a ball board whichrotates towards a sound source. We wanted to achieve thiswithout configuring the PAL Original’s construction.With the purpose of executing the idea we needed toestimate the angle between a sound source and a face ofthe ball board, rotate the ball board with an electric motor,communicate wirelessly between units and detect a ball hitwhen the ball board receives a pass.The final prototype consists of two systems, one systemexecuting the sound source localization and rotation andthe other system executing the detection of ball hit andwireless communication.The first system uses time difference of arrival (TDOA)between incoming sound for three sound sensors to calculatean angle, which in turn is communicated to a DC motorthat executes the rotation.The other system combines an LED to light up whena pass is expected, an accelerometer to detect a pass, andradio transceivers to communicate with each other. Whenat least three of these devices are used a randomizing algorithmdecides which one should light its LED next whenthe first one detects a pass. / PAL (Practice and Learn) Original är ett bollplankbestående av tre träskivor placerade i en triangel, utveckladför att träna fotbollsspelares passningsförmåga och förstatouch. Jessica Landström, landslagsmeriterad fotbollsspelare,insåg att dessa bollplank kan utvecklas till att hjälpafotbollsspelare att träna ännu fler områden vid indviduellträning. Landströms ursprungliga idé var att placeraen lampa på bollplanket som lyser upp när den förväntarsig en passning, detta för att tvinga spelaren att titta uppistället för att titta på bollen, och därigenom träna spelarensspelförståelse.Vi drog slutsatsen att det också är mycket viktigt medkommunikation i fotboll. Vårt mål blev därför att vidareutvecklaPAL Original till ett bollplank som roterar en sidamot en ljudkälla. Vi ville uppnå detta så att det är kompatibeltmed PAL Original utan att ändra dess konstruktion.För att genomföra detta behövde vi alltså uppskattavinkeln mellan en ljudkälla och en sida av det triangulärabollplanket, rotera bollplanket med en motor, kommuniceratrådlöst och detektera när bollplanket mottar en passning.Den slutliga prototypen består av två system, ett systemsom utför lokalisering av ljudkälla samt rotation ochett system som utför detektering av bollträff samt hanterartrådlös kommunikation.Det första systemet utnyttjar tidsskillnad för ankomst,TDOA (Time Difference of Arrival), mellan inkommandeljud till tre ljudsensorer för att beräkna en vinkel, som i sintur kommuniceras till en likströmsmotor som utför rotationen.Det andra systemet kombinerar en lysdiod som lysernär en passning förväntas, en accelerometer för att detekteraatt passning mottagits och radiosändare samt mottagareför trådlös kommunikation. När minst tre sådana enheteranvänds, bestämmer en slumpgenerator vilken enhet somska tända sin lysdiod när den första detekterar en passning.